内蒙古赤峰实验中学2025-2026学年高二下学期期中测试物理练习卷

《赤峰实验中学人教版高二物理下学期期中测试题（磁场、电磁感应、交变电流）基础通关》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A B A C C B AC AC AD 1．B 【详解】A．洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，静电电动机依靠的是电场对电荷的静电力做功实现能量转化，A错误； B．传统感应式电动机含有磁铁和铁芯，工作中存在铁芯涡流、磁滞带来的能量损耗（铁损），而静电电动机无需磁铁与线圈，因此不存在这类铁损，能量利用效率更高，B正确； C．安培力的本质是大量定向运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，感应电流的安培力产生和洛伦兹力直接相关，C错误； D．感应电动机转动时会产生与电源电动势反向的反电动势，转速越低反电动势越小；刚启动时转速低，反电动势小，线圈的工作电流更大，产生的安培力也更大，D错误。 故选B。 2．A 【详解】A． 图甲是法拉第发现电磁感应的实验装置，故A正确； B．图乙装置对应的事件是奥斯特发现电流的磁效应，故B错误； C．图丙是安培提出的分子电流假说，故C错误； D．图丁的现象是通过电流产生的磁场实现的，故D错误。 故选A。 3．B 【详解】AD．当线圈转动到如图所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，而磁通量的变化率最大，则根据法拉第电磁感应定律可知，此时线圈中的感应电动势最大，所以此时线圈中电流的方向不会发生变化，且此时感应电流最大，故AD错误； B．线圈转动到如图所示位置时，根据右手定则可知线圈内部电流的方向由b流向a，由于电源内部电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，故B正确； C．若从图示位置开始计时，线圈产生的电动势瞬时值表达式为 其中电动势的峰值为 又因为 联立解得 所以线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关，故C错误。 故选B。 4．A 【详解】A．电磁炉是利用了电磁感应现象，非均匀变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在铁质锅底产生涡流，使锅发热而对锅内物体加热，故A正确； B．金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅，陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料，里面不会产生涡流，故B错误； C．涡流是在锅底内部的闭合电流，其方向与线圈产生的磁场方向垂直，而不是与线圈平面平行，故C错误； D．锅底太厚的话，涡流产生的热量会更多地消耗在锅底内部，反而降低加热效率，所以锅底薄一些加热效果更好，故D错误。 故选A。 5．C 【详解】A．根据题意，电涡流阻尼系统由“圆盘状的磁场源与金属板”构成，位于质量块下方。当质量块摆动时，带动磁场源与金属板发生相对运动，导致穿过金属板的磁通量发生变化，从而在金属板中产生涡电流，而不是在重达1000吨的质量块中产生，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，质量块摆动得越快，磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大，涡电流也就越大，故B错误； C．涡电流的大小与导体的电阻成反比：导电性越好（电阻越小），在相同感应电动势下产生的涡电流越大，对应的安培力（电磁阻尼）也越大，减振效果越强。铜的导电性能优异，因此适合制作质量块，故C正确； D．风力越大，大楼的晃动幅度越大，质量块随大楼的牵连运动幅度也越大，因此阻尼器的摆动幅度会受风力大小的影响，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．开关S闭合且电路稳定时流过线圈L的电流为1.5A，根据欧姆定律可得 代入数据解得，故A正确，不符合题意； B．根据可知，I-t图像中图线与坐标轴围成的面积表示流过灯泡的电荷量，所以断开开关后流过灯泡的电荷量为，故B正确，不符合题意； C．由于故闭合S时，流过线圈的电流大于流过灯泡电流，所以断开S发生自感现象时，小灯泡会发生闪亮现象，故C错误，符合题意； D．由图可知，断开开关后流过R2的电流从1.5A减为零，从而可以判断断开开关后R2两端电压由3V变为零，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．B 【详解】A．根据理想变压器电流与匝数的关系 其中原线圈匝数，副线圈匝数远大于1，所以 表头中电流远小于待测电流，故A错误； BC．钳形电流表的量程由副线圈匝数决定，满偏时 不同挡位对应副线圈不同的匝数，因此量程不同。由图可知，开关接1时接入电路的副线圈匝数较少，接2时接入匝数较多，所以挡位1对应的量程较小，挡位2对应的量程较大，故B正确，C错误； D．扳动手柄时铁芯钳口处有缝隙未完全闭合，会导致磁路磁阻增大，漏磁增加，穿过副线圈的磁通量减小，感应电流减小，从而使测量结果偏小，故D错误。 故选B。 8．AC 【详解】A．由题图可知，该正弦式交变电流的电流最大值为，则电流的有效值为，故A正确； B．该交变电流的周期为，则频率为，故B错误； C．正弦式交变电流一个周期内电流的方向改变两次，由于1s内的周期数为 所以1s内电流方向改变100次，故C正确； D．由于一个周期内穿过线圈的磁通量的变化量为0，则根据法拉第电磁感应定律可知，一个周期内电动势的平均值为0，所以一个周期内电流的平均值也为0，故D错误。 故选AC。 9．AC 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，在磁感应强度由B0减小到0的过程中，圆环中的感应电动势为 根据电阻定律可得圆环的电阻为 所以圆环中感应电流的大小为，故A正确； B．根据楞次定律可知，圆环中的感应电流为顺时针方向，所以b、a间电势差为，故B错误； C．磁感应强度由减小到0的时间为 所以该过程通过圆环横截面的电量为，故C正确； D．圆环在磁场中的部分产生的焦耳热为，故D错误。 故选AC。 10．AD 【详解】A．设线框的初速度为，线框的质量为，边长为，磁感应强度为，线框进入磁场过程，根据， 解得 根据动量定理有 解得 可知线框进入磁场的过程，随均匀减小，随均匀减小，线框完全进入磁场后突变为0，故A正确； C．根据 可知，线框进入磁场的过程随均匀减小，线框完全进入磁场后匀速运动，突变为0，故C错误； B．根据， 可知图像的斜率先逐渐减小，再突变为0，故B错误； D．线框进入磁场的过程中 可知是一条倾斜向下的直线；完全进入磁场后线框做匀速直线运动，速度保持不变，则，故D正确。 故选AD。 11．(1)C (2) 有效 7.2 (3)正比 (4)A 【详解】（1）变压器的工作原理是电磁感应中的互感现象，必须依赖变化的磁通量，而直流电源产生的磁场是恒定的，无法在副线圈中感应出电动势，因此必须使用交流电源。实验室进行该实验时，为了安全，会使用低压交流电源，高压交流电源存在安全隐患。 故选C。 （2）[1]多用电表的交流电压挡测量的是电压的有效值。 [2]由图可知采用了10V的交流电压挡，最小分度值为0.2V，故读数保留到个位，因此为7.2V。 （3）根据理想变压器的基本规律有 可知电压与匝数成正比。 （4）若为理想变压器，则有 解得 由于实验中变压器的铜损和铁损导致变压器并非理想变压器，因此原线圈所接电源电压必须大于10.0V，可知A选项符合题意。 故选A。 12．(1)0.704 (2)AB (3) 1.43% 【详解】（1）由UI-t曲线可知线圈的最大输出功率为 P出=0.0062W ① 线圈输出功率表达式为 P出＝I2R外 ② 根据闭合电路欧姆定律得 E=I（R内+R外）③ 联立①②③将 R内=20Ω，R外=20Ω 代入得 E=0.704V （2）A．磁铁进入线框时，磁通量增大，当磁铁从线框出来时，磁通量减小，故A正确； BC．当h减小时，磁铁进入线框的速度减小，导致线框中磁通量的变化率减小，因此两个峰值都会减小，且两个峰值不可能相等，故B正确，C错误； D．根据闭合电路欧姆定律可知，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，初始时滑片位于正中间20Ω的位置，此时内外电阻相等，输出功率最大，因此增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会减小，故D错误。 故选AB。 （3）[1] 下落过程减小的重力势能为 [2] 根据图象物理意义可知：图象与横轴围成面积大小等于下落过程中电源的输出电能 E出＝2.15×10−4J 所以总能量为 重力势能转化为电能的效率为 13．(1) (2) (3)， 【详解】（1）根据题意，转速为 角速度为 感应电动势的最大值为 从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时，此时磁通量变化率为0，电动势最大。则线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 （2）当时，代入表达式可得 （3）感应电动势的有效值为 则电流表的示数为 电压表的示数为 14．(1)均做匀速直线运动 (2)见解析 (3) 【详解】（1）金属棒a向右运动切割磁感线，根据右手定则可知在回路中产生逆时针方向的感应电流，根据左手定则，a棒受到向左的安培力。b棒受到向右的安培力，a棒在安培力的作用下做减速运动，b棒在安培力作用下做加速运动，b棒切割磁感线产生顺时针方向的感应电流；两棒的速度差减小，总电动势 由此可知电动势减小，所以感应电流减小，则安培力也减小，金属棒的加速度减小。所以a棒做加速度减小的减速直线运动，b棒做加速度减小的加速直线运动，两金属棒稳定后均做匀速直线运动。 （2）两金属棒所受安培力冲量等大反向，系统的合外力为零，两棒组成的系统动量守恒。 （3）设最终达到的共同速度为v，由动量守恒有 解得 15．(1)正电， (2) (3) (4) 【详解】（1）由图示可知，粒子进入III区向上偏转，根据左手定则，可知粒子带正电。 设粒子经过加速器获得的速度为，根据动能定理有 粒子经速度选择器做匀速直线运动，根据平衡条件有 联立解得 （2）粒子经偏转分离器做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 根据几何关系有 解得 （3）粒子由点运动到点时间 结合上述解得点到点的时间 （4）取水平向左为正方向，根据动量定理有 动量变化量为 结合上述解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 赤峰实验中学人教版高二物理下学期期中测试题（磁场、电磁感应、交变电流）基础通关 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8-10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．我国在“静电电动机”领域研究取得重大突破，已经用于微型飞行器。如图所示，相比传统的感应式电动机，静电电动机无需磁铁与线圈，大大提高了能量的利用率。以下相关说法中正确的是（　　） A．静电电动机利用了正负电荷之间的洛伦兹力做功实现能量转化 B．静电电动机无传统感应式电机的铁损，能量利用效率更高 C．感应式电动机是利用感应电流所受的安培力驱动转子，安培力的产生与洛伦兹力无关 D．感应式电动机刚启动时，线圈中的反电动势较小，此时电动机的工作电流较小，产生的安培力也较小 2．物理学的发展离不开科学家们的贡献，他们的发现和研究成果对生活生产产生了很大的影响。下列描述正确的是（　　） A．通过甲图的实验，法拉第发现了电磁感应现象 B．法拉第在乙图情境中发现了电流的磁效应，首次建立了电与磁的联系 C．伏特根据丙图提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 D．丁图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 3．“海上充电宝”-南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理：海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的连接装置使转子只能单方向转动。图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　）      A．线圈转动到如图所示位置时感应电流最小 B．线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势 C．线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关 D．线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化 4．电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，“火力”强劲，安全可靠。图示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（　　） A．电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作 B．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差 C．锅底的涡流方向与线圈平面平行 D．锅底厚一些加热效果更好 5．台风“烟花”登陆上海后，中国第一高楼上海中心大厦上的阻尼器“上海慧眼”开始出现摆动，摆幅达1.4米，给大楼进行减振。“上海慧眼”阻尼器首次采用了涡电流技术，其外形和结构如图所示，12根吊索吊着重达1000吨的圆盘质量块构成了一个巨大的摆，在质量块下方，圆盘状的磁场源与金属板构成了电涡流阻尼系统。关于该阻尼器，下列说法正确的是（　　） A．质量块中产生涡电流的原因是穿过质量块的磁通量在变化 B．质量块摆动得越快，质量块上产生的涡电流越小 C．质量块采用铜制作，是因为铜的导电性能好，产生的涡电流大、电磁阻尼大 D．阻尼器摆动幅度不受风力大小影响 6．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，已知电路中灯泡的电阻R1=6Ω，定值电阻R2=2Ω，电源电动势为6V，内阻不计。用电流传感器监测通过电感线圈L中的电流，如图甲电流表所示。闭合开关S使电路处于稳定状态，灯泡发光。在t=0.1s时刻断开开关S，断开开关S前后电流传感器显示电流随时间变化的图像如图乙所示。电流传感器内阻忽略不计，根据以上信息下列说法中错误的是（　　） A．可以求出电感线圈的电阻 B．可以估算出断开开关后流过灯泡的电荷量 C．可以判断出断开开关后灯泡不会出现闪亮的现象 D．可以判断出断开开关后R2两端电压的变化情况 7．如图所示为钳形电流表（又叫钳表）的简化示意图，可在不断开电路的情况下测量线路中电流大小，手柄可控制铁芯断开与闭合。钳表有1、2两个挡位，表盘上有对应的两行刻度线。扳动手柄把通有待测电流的导线放进钳口内（相当于绕在铁芯上的一匝线圈），量程开关旋至挡位1或2，与铁芯底边上线圈相连的表头的指针会发生偏转。钳表可视为理想变压器，下列说法中正确的是（　　） A．表头中电流比待测电流大 B．表头表盘上挡位1、2对应的刻度线中，挡位1的量程较小 C．表头表盘上挡位1、2对应的刻度线量程相同 D．扳动手柄时铁芯钳口处有缝隙未完全闭合，会使测量结果偏大 8．福建省作为引领绿色转型的清洁能源大省，漳浦六鳌、莆田平海湾、平潭、宁德霞浦等海上风电场正串珠成链。某风力发电站产生的正弦式交变电流的电流i随时间t的变化关系如图所示，则（　　） A．电流的有效值为1000A B．电流的频率为 C．1s内电流方向改变100次 D．一个周期内电流的平均值为 9．如图所示，用一根横截面积为S、电阻率为ρ的粗细均匀的硬质细导线做成半径为r的圆环，固定在水平桌面上，ab为圆环的直径，在ab的左侧存在匀强磁场，方向垂直圆环所在的平面向下，磁感应强度随时间的变化规律为，在磁感应强度由B0减小到0的过程中，下列说法正确的是（　　） A．圆环中感应电流大小为 B．b、a间电势差为 C．通过圆环横截面的电量为 D．圆环在磁场中的部分产生的焦耳热为 10．如图所示，在足够大的光滑水平绝缘桌面上，虚线MN的右侧充满竖直向下的匀强磁场。一个粗细均匀的正方形导线框abcd（其电阻为R）以足够大的初速度（能完全进入磁场且在磁场中还会继续运动）从左边界沿x轴正方向进入磁场。时，bc边与虚线重合，设线框的位移为x，速度为v，电流为I，受到的安培力为F，ad边两端的电势差为，通过导线横截面的电荷量为q。在导线框运动的过程中，下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11．某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。 (1)实验需要以下哪种电源______。 A．低压直流电源 B．高压直流电源 C．低压交流电源 D．高压交流电源 (2)该同学认真检查电路无误后，先保持原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，再保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的______（选填“有效”或“最大”）值。其中一次多用电表读数如图甲所示，此时电压表读数为______V。 (3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成______（选填“正比”或“反比”）。 (4)由于实验中变压器的铜损和铁损导致变压器并非理想变压器。实验中，图乙变压器的原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0V时，原线圈所接电源电压可能为______。 A．12.0V B．10.0V C．5.0V D．2.5V 12．某同学利用如图的装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。等效内阻 r=20Ω的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值40Ω，初始时滑片位于正中间20Ω的位置。打开传感器，将质量m=0.01kg的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫高度差 h=0.30m。计算机屏幕上显示出如图的UI—t曲线，重力加速度 。如果有下列根号可取相应的近似值： (1)磁铁穿过螺线管过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为______V。 （保留三位有效数字） (2)图像中 UI出现前后两个峰值；对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是（　　） A．线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程 B．如果仅略减小 h，两个峰值都会减小 C．如果仅略减小h，两个峰值可能会相等 D．如果仅移动滑片，增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大 (3)在磁铁下降h=0.30m的过程中，估算重力势能转化为电能的值是______J，可估算重力势能转化为电能的效率约是______。（以上两空均保留三位有效数字） 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．如图所示，线圈的面积是，共500匝，线圈的总电阻，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度大小，方向垂直纸面向里，从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时（取此时电动势为正），当线圈绕垂直磁场的转轴以的转速匀速旋转时，求：（图中电表均为理想交流电表） (1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转过时电动势的瞬时值大小； (3)电路中，电压表和电流表的示数（保留一位小数）。 14．如图所示，水平面上有足够长的平行光滑金属导轨MN和PQ，导轨间距为L，电阻不计，导轨所处空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨上放有质量均为m、电阻均为R的金属棒a、b。开始时金属棒b静止，金属棒a获得向右的初速度v0。 (1)试分析金属棒a、b的运动情况，两金属棒稳定后分别做什么运动； (2)在运动过程中两金属棒受到安培力的冲量有什么关系？把两棒作为一个系统，该系统的动量怎样变化？ (3)求金属棒a、b稳定后的速度。 15．如图是质谱仪工作原理示意图：I为粒子加速器，加速电压为；II为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为，方向沿纸面向下，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；III为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。从点释放质量为、初速度为零的带电粒子（不计重力），加速后进入速度选择器做直线运动，再由点进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的点处，运动轨迹如图中虚线所示。求： (1)带电粒子的电性及电荷量； (2)点到点的距离； (3)粒子由点运动到点时间； (4)粒子由点运动到点的过程中洛伦兹力的冲量的大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $